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於是，曹操與他們約定日期會戰，先用輕兵挑戰敵軍，打了很長時間後，曹操派出精銳騎兵夾攻，大敗關中聯軍。
韓遂、馬超敗走涼州，楊秋則逃回安定，曹軍陣斬成宜和李堪等叛將，關中自此平定。
戰後，諸將問曹操：“當初，賊軍守衛潼關，渭水以北沒有防守之兵，我們不從河東出去攻打馮翊，反而在潼關與敵兵對峙，拖延許久才北渡黃河，這是為何？”
曹操說：“賊兵佔據潼關，如果我軍進入河東，賊兵必將帶兵守住各渡口，則我軍不能渡到河西；因此我以重兵逼近潼關，賊兵全力來守南邊，西河的防備空虛，因此徐晃、朱靈二將才能輕易攻取西河。然後我帶大軍北渡，賊兵不敢與我們爭奪西河，是因為有二將的軍隊。連起戰車，樹起柵欄，做通道向南前進，既是創造了敵軍不能取勝的條件，同時又向敵人示弱。渡過渭水後深溝固壘，敵軍挑戰不應，是為了使敵軍驕傲自大；所以敵軍不造營壘只求割地講和。我順著他們的意思答應下來，之所以依著他們的意圖，是為了使他們安心而毫無防備，然後蓄精養銳，一旦出擊，就有迅雷不及掩耳之勢。用兵之道，本來不能墨守成規，只求一種方法。”
當初，敵軍每到一支部隊，曹操就面露喜色，戰後眾將問他高興的原因。
曹操回答：“關中地域遼闊，如果賊軍各自依險阻抵抗，征伐他們，沒有一二年的時間不能平定。如今都聚集於此，雖然人數眾多，但都彼此不和，沒有統一的主帥。這樣，消滅敵人容易成功，我所以高興。”
十月，曹操進軍包圍安定，楊秋投降。
曹操恢復他的爵位，讓他留在這裡安撫民人。
曹操撤回後，命夏侯淵督眾將繼續西征。
夏侯淵在兩年內，逐馬超、破韓遂、滅宋建、橫掃羌、氐，虎步關右，使涼州地區基本平定。
建安十七年212年）正月，曹操回到鄴城。
漢獻帝准許曹操“參拜不名、劍履上殿”，如漢丞相蕭何故事。
建安十七年212年）十月，曹操起兵南征孫權，號稱步騎四十萬。
次年213年）正月，曹軍進至濡須口，攻破孫權設在江北的營寨，生擒其將公孫陽。
孫權親率軍七萬，前至濡須口抵禦曹軍。
兩軍相持月餘，曹操的水軍作戰失利。
由於春雨瓢潑、江水上漲，曹操見難以取勝，遂撤軍北還。
三月，復《禹貢》九州，天下十四州併為九州，此時的冀州擁有三十多個郡。
五月，漢獻帝冊封曹操為魏公，加九錫、建魏國，定國都於鄴城。
魏國擁有冀州十郡之地，置丞相、太尉、大將軍等百官。
七月，曹操建魏國社稷宗廟，又在魏國內設定尚書、侍中。
建安二十一年216年）四月，漢獻帝冊封曹操為魏王，邑三萬戶，位在諸侯王上。
此時，曹操名義雖非天子，但實際已經有天子之實。
建安二十二年217年）十月，漢獻帝又賜予曹操王冕十有二旒，乘金根車，駕六馬，設五時副車，曹操以五官中郎將曹丕為魏王太子。
建安二十年215年）三月，曹操見劉備已取得益州，而漢中是益州門戶。
“若無漢中，則無蜀矣”，劉備必然要攻取漢中。
於是，曹操搶先一步，率十萬大軍親征漢中張魯。
四月，曹操自陳倉出散關，到河池，氐王竇茂恃險不服。